Një nga proceset më të rëndësishme në botën e energji dhe diellore është efekti fotovoltaik. Shtë një efekt fotoelektrik në të cilin prodhohet një rrymë elektrike që udhëton nga një pjesë në tjetrën e bërë nga materiale të ndryshme. Këto materiale janë të ekspozuara ndaj rrezeve të diellit ose rrezatimit elektromagnetik. Ky efekt është themelor në gjenerimin e energjisë elektrike nga qelizat fotovoltaike të paneleve diellore.
Nëse doni të dini se si funksionojnë panelet diellore dhe cili është efekti fotovoltaik, ky është postimi juaj
Cili është efekti fotovoltaik?
Kur përdorim një panel diellor për të marrë energji elektrike, ajo që po përfitojmë është energjia që kanë grimcat e rrezatimit diellor për ta shndërruar atë në energji elektrike të dobishme për shtëpinë tonë. Qelizat fotovoltaike janë pajisje gjysmëpërçuese të përbëra kryesisht nga silic. Këto qeliza fotovoltaike kanë disa papastërti nga elementë të tjerë kimikë. Sidoqoftë, silici mundohet të jetë sa më i ndyrë.
Qelizat fotovoltaike janë të afta të gjenerojnë energji elektrike nga një rrymë e drejtpërdrejtë duke përdorur energjinë nga rrezatimi diellor. Problemi me këtë lloj rryme është se nuk përdoret për shtëpinë. Energjia e vazhdueshme duhet të shndërrohet në energji alternative në mënyrë që ta përdorë atë. Kjo kërkon një invertori i rrymës.
Ajo që bën efekti fotovoltaik është të prodhojë atë energji elektrike nga rrezatimi diellor. Ky rrezatim vjen në formën e nxehtësisë dhe falë këtij efekti shndërrohet në energji elektrike. Që të ndodhë kjo, qelizat fotovoltaike duhet të vendosen në seri përgjatë paneleve diellore. Kjo është bërë në mënyrë që ju të mundeni merrni një tension adekuat që lejon gjenerimin e energjisë elektrike.
Padyshim, jo i gjithë rrezatimi diellor që vjen nga atmosfera është shndërruar në energji elektrike. Një pjesë e saj humbet nga reflektimi dhe një tjetër nga transmetimi. Kjo do të thotë, një pjesë kthehet në atmosferë dhe pjesa tjetër kalon përmes qelizës. Sasia e rrezatimit që është e aftë të kontaktojë qelizat fotovoltaike është ajo që i bën elektronet të kërcejnë nga njëra shtresë në tjetrën. Thenshtë atëherë kur krijohet një rrymë elektrike fuqia e së cilës është proporcionale me sasinë e rrezatimit që më në fund godet qelizat.
Karakteristikat e efektit fotovoltaik
Ky është misteri që mbajnë panelet diellore. Me siguri ju keni ndaluar ndonjëherë të mendoni se si ata mund të gjenerojnë një rrymë elektrike nga dielli. Epo, bëhet fjalë për pjesëmarrjen e materialeve të shumta të përbëra nga elementë përcjellës. Njëri prej tyre është silic. Shtë një element që tregon një sjellje tjetër në reagim ndaj veprimit të energjisë elektrike.
Reagimi që kanë këto materiale gjysmëpërçuese varet tërësisht nga fakti nëse burimi i energjisë është i aftë t'i eksitojë ato apo jo. Kjo është, elektronet shkojnë në një gjendje tjetër më energjike. Në këtë rast, ne kemi burimin që është i aftë të emocionojë këto elektrone, që është rrezatimi diellor.
Momenti a fotoni përplaset me një elektron nga orbita e fundit e një atomi silikoni, fillon efekti fotovoltaik. Kjo përplasje bën që elektroni të marrë energji nga fotoni dhe mund të eksitohet. Nëse energjia që merr elektroni nga fotoni është më e lartë se ajo e forcës tërheqëse të bërthamës së atomit të silikonit, do të jemi përballë një dalje të elektronit nga orbita.
E gjithë kjo i bën atomet të lira dhe mund të udhëtojnë nëpër të gjithë materialin gjysmëpërçues. Kur kjo të ndodhë, silici që shërben si përçues devijon të gjithë energjinë atje ku mund të jetë i dobishëm. Elektronet që janë lëshuar nga ngarkesat shkojnë në atome të tjera ku ka hapësira të lira. Lëvizja e këtyre elektroneve është ajo që quhet rrymë ngarkese.
Si prodhohet
Rrymat e ngarkesës arrihen duke përdorur materiale përçuese dhe duke e bërë këtë të ndodhë në një mënyrë konstante, në mënyrë që të mund të ketë një fushë elektrike që ka një polaritet të vazhdueshëm. Thisshtë ky lloj i fushës elektrike që fillon të shtyjë elektronet në të gjitha drejtimet për të qarkulluar rrymën elektrike.
Nëse energjia e elektronit që ushqehet nga fotoni tejkalon tërheqjen e bërthamës së atomit të silicit, ajo do të jetë e lirë. Që kjo të ndodhë, forca që ndikimi i fotonit duhet të ketë në elektron është të paktën 1,2 eV.
Secili lloj i materialit gjysmëpërçues ka një energji minimale të nevojshme për të lëshuar elektronet nga atomet e tij. Ka fotone që kanë një gjatësi vale më të shkurtër dhe vijnë nga rrezatimi ultraviolet. Siç e dimë, këto fotone kanë një sasi të madhe të energjisë së përmbajtur. Nga ana tjetër, ne gjejmë ata, gjatësia e valës e të cilëve është më e gjatë, kështu që ata kanë më pak energji. Këto fotone janë në pjesën infra të kuqe të spektrit elektromagnetik.
Energjia minimale e kërkuar nga çdo material gjysmëpërçues për të lëshuar elektronet varet nga brezi i frekuencës. Ky grup i shoqëron ata nga ato që vijnë në rrezatim ultraviolet deri te ngjyrat e dukshme. Nën atë, ata nuk janë në gjendje të lëshojnë elektrone, kështu që nuk do të ketë rrymë elektrike.
Problemi i fotonit
Kalimi nëpër material për të ndarë elektronet është disi më i ndërlikuar. Jo të gjithë fotonet e bëjnë atë drejtpërdrejt. Kjo sepse për të kaluar përmes materialit ata duhet të humbin energjinë. Nëse ata në rajonin më të gjatë të valës së spektrit elektromagnetik tashmë kishin pak energji, ata përfundimisht e humbin atë gjatë kontaktit me materialin. Kur energjia humbet, disa fotone përplasen pak me elektronet dhe nuk mund t'i devijojnë ato. Këto humbje janë të pashmangshme dhe janë ato që e bëjnë të pamundur të kesh 100% të përdorimit diellor.
Humbjet e tjera të energjisë ndodhin kur fotonet kalojnë nëpër të gjithë materialin dhe ato nuk përplasen me asnjë elektron për ta zhvendosur atë. Ky është gjithashtu një problem i pashmangshëm.
Shpresoj që ky artikull të ketë sqaruar efektin fotovoltaik.